本發(fā)明涉及本發(fā)明屬于設(shè)備自救拋載，具體涉及一種水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法

背景技術(shù)：

1、目前，水下設(shè)備用于安全自救的拋載裝置主要采用電磁鐵、電機驅(qū)動、以及電熔絲等作為拋載執(zhí)行動力器件。其中，應(yīng)用電磁鐵進行拋載控制主要是將拋載直接或間接吸附在電磁鐵上，通過控制電磁鐵?的磁性吸附能力并與壓載塊配合來實現(xiàn)拋載工作；水下電機驅(qū)動的拋載裝置則是通過電機的旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動可棄機構(gòu)脫鉤實現(xiàn)拋載功能；熔絲拋載則是需要通電來實現(xiàn)保險熔絲斷裂拋載。

2、在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述拋載系統(tǒng)至少存在以下缺陷：

3、1、對于得電電磁鐵拋載裝置而言，由于其在拋載系統(tǒng)上電后就一直處于通電狀態(tài)，故靜態(tài)功率較大，大大加重了水下無人潛航器的功率負載，缺陷很大。

4、2、對于失電電磁鐵拋載裝置而言，雖然較得電電磁鐵拋載裝置而言靜態(tài)功率極大程度上減小，對于水下無人潛航器的功率負載可以忽略不計，但是如果潛航器自身出現(xiàn)斷電故障，則無法進行拋載功能。

5、3、對于電機驅(qū)動拋載裝置和熔絲式拋載裝置，它們的功能實現(xiàn)結(jié)果與得電電磁鐵相同，因此在潛航器自身出現(xiàn)斷電故障狀態(tài)下也無法進行拋載功能。

6、4、對于以上拋載方法，都是在人工控制的狀態(tài)下，或者是在斷電的狀態(tài)下立刻進行拋載，而水下無人潛航器的實際狀態(tài)復(fù)雜，不能兼顧各種復(fù)雜的水下工況和要求進行拋載功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種水下無人潛航器用拋載裝置的拋載方法，通過拋載系統(tǒng)的智能工況判斷，在遇到不同的工況時都能進行按需拋載，不僅克服了斷電狀態(tài)下不能進行安全自救，又能實現(xiàn)對于不同航行工況下對于拋載動作的判斷。為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

2、水下無人潛航器用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、水下設(shè)備運行時，其供電控制輸出端與拋載裝置的電源端電連接，通過電源端向拋載裝置的控制單元中的ups充電，根據(jù)上位系統(tǒng)的控制指令或者根據(jù)拋載裝置本地進行自主工況判斷是否進行拋載。

4、進一步地，當(dāng)控制單元下達拋載指令時，先通過串口將控制指令傳輸?shù)阶冾l器的控制單元中，再由變頻器的控制單元下達給變頻器的功率單元，輸出控制電壓電流給三相電機，三相電機控制推桿拋出配重塊完成拋載。

5、在正常航行狀態(tài)下，拋載裝置同時采集試驗?zāi)Ｐ凸ぷ魉?，并實時反饋至航行控制系統(tǒng)，拋載裝置檢測與航行控制系統(tǒng)間的心跳信號，在航行控制系統(tǒng)查看拋載深度計數(shù)據(jù)是否實時更新，與上位系統(tǒng)的通信斷開之后，拋載系統(tǒng)能實時檢測到網(wǎng)絡(luò)通信中斷信息，開始自主拋載計時。

6、拋載系統(tǒng)能夠在與上位系統(tǒng)連接完全斷開的情況下進行本地自主應(yīng)急情況判斷，并自主進行拋載行為。

7、進一步地，在拋載系統(tǒng)檢測到模型超深，航行控制系統(tǒng)、運動操縱系統(tǒng)通信故障，實際深度到達設(shè)計深度且通信故障時，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作，自主拋出可棄壓載。

8、更進一步地，滿足以下條件則自主拋載：

9、超出設(shè)定深度一段時間后。

10、自身深度失效，且從運動操縱系統(tǒng)獲取深度判斷為超深。

11、在設(shè)定深度區(qū)間中，拋載系統(tǒng)與航行控制系統(tǒng)通信中斷超時。

12、進一步地，當(dāng)水下無人潛航器遭遇突發(fā)斷電故障的情況下，所述拋載裝置采用的冗余供電系統(tǒng)將啟用系統(tǒng)自帶的ups，進入本地應(yīng)急判斷，智能判斷此時的工況，并做出是否拋載的決策。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實例至少具有以下效果：

14、1、本發(fā)明提供一種水下無人潛航器用拋載裝置的拋載方法，其采用的冗余供電系統(tǒng)可以在潛航器完全斷電的情況下依然可以進行拋載動作。

15、2、采用智能工況判斷方法可以在與上位系統(tǒng)斷開連接的情況下進入本地應(yīng)急，自主判斷不同的復(fù)雜工況并進行決策是否拋載，從而既克服了傳統(tǒng)拋載系統(tǒng)在斷電的情況下不能進行安全自救的問題，又克服了傳統(tǒng)拋載系統(tǒng)只能在得電或斷電的情況下進行拋載的單一功能，能夠適應(yīng)更多更復(fù)雜的水下工況。

16、3、本發(fā)明的水下無人潛航器用拋載系統(tǒng)包括了拋載裝置和控制單元，控制單元為plc，可靠性高，可以穩(wěn)定持續(xù)工作。

17、4、本發(fā)明的水下無人潛航器用拋載系統(tǒng)還包括了水密艙體，拋載動作執(zhí)行機構(gòu)放置在水密艙體內(nèi)，可以保證其不受水體環(huán)境的影響。

技術(shù)特征：

1.水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，當(dāng)控制單元下達拋載指令時，先通過串口將控制指令傳輸?shù)阶冾l器的控制單元中，再由變頻器的控制單元下達給變頻器的功率單元，輸出控制電壓電流給三相電機，三相電機控制推桿拋出配重塊完成拋載。

3.如權(quán)利要求2所述的水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，在正常航行狀態(tài)下，拋載裝置同時采集試驗?zāi)Ｐ凸ぷ魉?，并實時反饋至航行控制系統(tǒng)，拋載裝置檢測與航行控制系統(tǒng)間的心跳信號，在航行控制系統(tǒng)查看拋載深度計數(shù)據(jù)是否實時更新，與上位系統(tǒng)的通信斷開之后，拋載系統(tǒng)能實時檢測到網(wǎng)絡(luò)通信中斷信息，開始自主拋載計時。

4.如權(quán)利要求3所述的水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，航行控制控制系統(tǒng)進入應(yīng)急工況后，應(yīng)急單元同時通過網(wǎng)口+串口實時調(diào)度拋載系統(tǒng)，拋載系統(tǒng)停止自主拋載計時。應(yīng)急單元調(diào)度拋載系統(tǒng)時，拋載系統(tǒng)從某通道接收到調(diào)度報文，就從該通道回復(fù)狀態(tài)報文；當(dāng)兩個通道同時斷開時，?拋載系統(tǒng)能實時檢測到網(wǎng)絡(luò)通信中斷信息，開始自主拋載計時。

5.如權(quán)利要求3、4所述的水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，拋載系統(tǒng)能夠在與上位系統(tǒng)連接完全斷開的情況下進行本地自主應(yīng)急情況判斷，并自主進行拋載行為。

6.如權(quán)利要求5所述的水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，在拋載系統(tǒng)檢測到模型超深，航行控制系統(tǒng)、運動操縱系統(tǒng)通信故障，實際深度到達設(shè)計深度且通信故障時，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作，自主拋出可棄壓載。

7.如權(quán)利要求6所述的水下設(shè)備用拋載裝置的拋載方法，其特征在于，滿足以下條件則自主拋載：在設(shè)定深度區(qū)間中，拋載系統(tǒng)與航行控制系統(tǒng)通信中斷超時；超出設(shè)定深度一段時間后；自身深度失效，且從運動操縱系統(tǒng)獲取深度判斷為超深，自主拋出可棄壓載。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種水下無人潛航器用拋載裝置的拋載方法以及水下設(shè)備用拋載方法，涉及水下機器人技術(shù)和設(shè)備安全自救技術(shù)領(lǐng)域。該拋載方法包括以下步驟：水下無人潛航器運行時，通過電源端向拋載系統(tǒng)的不間斷電源供電，拋載系統(tǒng)控制單元收指令或者自主控制拋載裝置的推桿電機伸出，當(dāng)與推桿連接的T形軸轉(zhuǎn)動90度時，可棄壓載卡榫脫落，拋出可棄壓載塊。拋載系統(tǒng)包括拋載裝置和控制單元。本發(fā)明采用智能控制算法和UPS，可以在無人潛航器斷電的情況下自主決策完成拋載，流程如圖1和圖2所示，克服了傳統(tǒng)電磁鐵拋載因故障斷電而不能受控完成拋載的安全自救行為。

技術(shù)研發(fā)人員：陳力同,李軍偉,袁國強
受保護的技術(shù)使用者：武漢華海創(chuàng)智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10